論文の概要: A Comparative Study of Correlation and Relativistic Effects on Atomic Ionization Energy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.05659v1
• Date: Thu, 05 Feb 2026 13:42:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-06 18:49:08.953209
• Title: A Comparative Study of Correlation and Relativistic Effects on Atomic Ionization Energy
• Title（参考訳）: 原子イオン化エネルギーの相関と相対論的効果の比較研究
• Authors: Mohamed Kahil, Fatima Fakih, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun,
• Abstract要約: イオン化エネルギーに対する相対性と相関の組合せ効果は, 個々の寄与の和と等しくないことを示す。 この非付加性は相対論的効果と相関効果が独立ではないことを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: This study investigates the interplay between relativistic effects and electron correlation effects on the first ionization energies of heavy atoms (Au through Rn, Z = 79-86). We perform two complementary analyses: (1) comparing relativistic corrections computed at both the Hartree-Fock (HF) and coupled cluster CCSD(T) levels to assess how correlation influences the magnitude of relativistic corrections, and (2) comparing correlation corrections computed within both non-relativistic and relativistic frameworks to determine how relativity influences the magnitude of correlation corrections. Our results reveal a striking non-linear relationship between these two effects. Specifically, the combined effect of relativity and correlation on ionization energy does not equal the sum of their individual contributions. This non-additivity indicates that relativistic and correlation effects are not independent; they interact in complex ways that depend on the atomic system. We find that for some atoms, the two effects enhance each other, while for others they partially cancel. Moreover, the order in which one may add "separate" effects also counts, in that adding "pure" relativistic effects to the remaining outcome (including correlation) would give a different result than when adding "pure" correlation effects to the remaining outcome (including relativity). These findings demonstrate that relativistic and correlation effects are inherently non-additive, reflecting the non-linearity of the quantum many-body problem. Accurate computational predictions of ionization energies in heavy-element systems thus require simultaneous treatment of both effects rather than treating them as independent contributions.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、重原子の第1電離エネルギー(Au - Rn, Z = 79-86)に対する相対論的効果と電子相関効果の相互作用について検討した。 本研究では,(1)ハートリー・フォック(HF)レベルと結合クラスタCCSD(T)レベルの両方で計算された相対論的補正を比較し,(2)相対論的補正が相対論的補正の規模にどのように影響するかを評価する。 この2つの効果の間には,顕著な非線形関係がみられた。 具体的には、相対性理論と相関がイオン化エネルギーに与える影響は、個々の寄与の合計と等しくない。 この非付加性は相対論的効果と相関効果が独立ではないことを示している;それらは原子系に依存する複雑な方法で相互作用する。 いくつかの原子では2つの効果が互いに強化され、他の原子では部分的にキャンセルされている。 さらに、「分離」効果を加える順序も数えられ、残りの結果(相関を含む)に「純」相対論的効果を加えると、残りの結果(相対性を含む)に「純」相関効果を加える場合とは異なる結果が得られる。 これらの結果は、相対論的および相関効果は本質的に非付加的であり、量子多体問題の非線形性を反映していることを示している。 重元素系における電離エネルギーの正確な計算予測は、独立的な寄与として扱うのではなく、両方の効果を同時に扱う必要がある。

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